Die Zeitgleichung

Als die Räderuhren immer genauer wurden, stellte man fest, dass sie, je nach Jahreszeit, gegen die Sonnenuhr einmal vor und einmal nach gingen. Erklären kann man das mit der sog. Zeitgleichung.
Die Tage, also die Zeit von Wahrem Mittag WOZ und dem Nächsten, sind nicht gleich lang. Das hat 2 Ursachen:

1.) Die elliptische Bahn der Erde um die Sonne. 

Die Erde dreht sich einmal um sich selbst in 23 Std. 56 Min. Da sie sich währenddessen um 1° weiter um die Sonne bewegt hat, muss sie um 1° „nachdrehen”, um wieder den gleichen Sonnenstand zu zeigen. Nun ist die Bahn der Erde eine Ellipse, und lt. Kepler bewegt sich die Erde in Sonnennähe (das ist im Winter) schneller. Die Erde muss sich weiter „nachdrehen”. Das verlängert den Sonnentag um bis zu 8 Sekunden. Über die Zeit summieren sich diese „Fehlzeiten”.

2.) Die Schiefe der Ekliptik.

Die Sonnenbahn ist gegen den Erdäquator geneigt. Für die Zeit wirksam ist aber die Drehung entlang des Äquators. Dementsprechend dauert der Sonnentag je nach Jahreszeit um bis zu 20 sek. länger oder kürzer. Auch diese Zeiten sammeln sich über das Vierteljahr.
Trägt man die durch die verschiedenen Tageslängen entstehenden Abweichungen auf und addiert sie,erhält man die
Zeitgleichung. Unsere Räderuhren zeigen eine über das Jahr gemittelte, stets gleichmäßig ablaufende Zeit, während die Sonnenuhr eine nach der Bahn der Erde variable Zeit anzeigt.

Die Sonnenuhr geht nicht um die Zeitgleichung „falsch”, sie zeigt nur eine andere Zeit an, nämlich die Wahre Ortszeit, das ist die Sonnenzeit. Unsere gebräuchlichen Uhren zeigen aber die gemittelte Mitteleuropäische Zeit an.
Würde man jede Woche pünktlich nach Radiozeit ein Foto der Sonne mit einer fest montierten Kamera machen, so sähe man die Form einer Acht. So wird auch die Zeitgleichung oft in Form einer Acht dargestellt.  Manche besonders genaue Sonnenuhren haben diese Achterschleife als Stundenmarkierung aufgemalt, wenn man an der richtigen Stelle abliest, hat man die Zeit der Armbanduhr.

Die Sonnenzeit WOZ zeigt an jedem Ort in Ost- Westrichtung eine andere Zeit an. Das war in der kleinen Welt des Dorfes egal. Als die Eisenbahn aufkam, brauchte man einheitliche Zeiten. Man teilte die Erde in 15° Abschnitte wie Orangenspalten ein und gab jeder „Spalte” eine einheitliche Zeit. bei uns ist der 15. Längengrad Bezugsmeridian, also Greenwich (Nullpunkt) +1 Std. ist unsere Bezugszeit.

Vom Bezugsmeridian in der Nähe von Graz braucht die Sonne ca. 14,4 Min. nach Innsbruck. Auch diese Zeit muss man bei der Anzeige der Sonnenuhr berücksichtigen. Oft ist eine eigene Skala mit der mittleren Zonenzeit vorhanden. Man erkennt es an der leicht schrägen 12-Linie (Beschriftung meist mit arabischen Ziffern).
Eine solche Sonnenuhr geht im Sommerhalbjahr nie mehr als ca. 6 Min. „falsch”, was für eine Sonnenuhr ausreichend genau ist.

Erst die doppelte Korrektur Zeitgleichung und Meridianverschiebung macht eine Sonnenuhr genau.